大爆炸說
2011年,鳳凰衛(wèi)視推出了一系列新節(jié)目,《科技無限》就是其中之一.下面是《科技無限》中“了解宇宙是如何運(yùn)行的——大爆炸”視頻節(jié)目里的一段材料,從中我們或許可以獲得一些對(duì)現(xiàn)代宇宙觀的了解.
【閱讀】自20世紀(jì)20年代起,我們關(guān)于宇宙如何運(yùn)行的所有知識(shí)幾乎被完全顛覆.人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí),在20世紀(jì)經(jīng)歷了重大改變.在20世紀(jì)初,傳統(tǒng)科學(xué)認(rèn)為宇宙(指整個(gè)星系)是完全靜止的,永恒不變的.然而在1929年一切都改變了.在洛杉磯的威爾遜天文臺(tái),美國(guó)天文學(xué)家埃德溫·哈勃(E.P.Hubble,1889—1953)發(fā)現(xiàn)星系并非靜止不動(dòng).它們不但在移動(dòng),還在以難以置信的速度飛離地球.這是第一個(gè)關(guān)于宇宙大爆炸的實(shí)證.
基本上所有的星系都在逐漸遠(yuǎn)離我們.奇怪的是那些遠(yuǎn)離我們兩倍遠(yuǎn)的星系也以兩倍的速度遠(yuǎn)離我們,而那些三倍遠(yuǎn)的竟然有三倍的速度,并以此類推.所有的一切都在飛離我們——這被稱之為哈勃定律.哈勃的發(fā)現(xiàn)揭開了探索宇宙大爆炸之謎的序幕.
通過觀察星系的運(yùn)動(dòng),哈勃令人信服地證明了宇宙是不斷地膨脹的.從理論上講,一個(gè)不斷膨脹的宇宙肯定是由一個(gè)單一的點(diǎn)開始的.通過測(cè)量宇宙的膨脹速度,天文學(xué)家們逆算出宇宙是何時(shí)產(chǎn)生的——137億年前!
想要追溯時(shí)間的起源,并不一定要成為天文學(xué)家.如果抬頭凝望夜空,你會(huì)看到離我們數(shù)百萬光年遠(yuǎn)的星星.也就是說這些星光要花上數(shù)百萬年才能到地球.所以只要能看得夠遠(yuǎn)你就有可能看到宇宙最初的樣子.借用哈勃望遠(yuǎn)鏡可以讓我們看到更深更遠(yuǎn)的宇宙,回到更貼近宇宙大爆炸的時(shí)刻.那么大爆炸之前的景象是什么樣的呢?
美國(guó)宇航局在2003年公布了一幅根據(jù)威爾金森微波各向異性探測(cè)器數(shù)據(jù)繪制的早期宇宙圖,這些數(shù)據(jù)證實(shí)宇宙已擁有137億年歷史.
1948年,俄裔美籍物理學(xué)家喬治·伽莫夫(G.Gamow,1904—1968)等人首次提出了宇宙大爆炸理論.根據(jù)這一理論,我們的宇宙起源于一場(chǎng)大爆炸,正是大爆炸產(chǎn)生了包括時(shí)間、空間和物質(zhì)在內(nèi)的所有一切.宇宙的萬物都是由大爆炸最初幾秒鐘產(chǎn)生的物質(zhì)構(gòu)成的.
大約大爆炸發(fā)生10億年后,開始出現(xiàn)第一個(gè)星系.在接下來的80億年中,又有數(shù)不清的星系不斷形成.直到50億年前,在這些星系中一個(gè)安靜的角落,引力開始吸引塵埃和氣體,并逐漸聚集慢慢形成一顆恒星那就是太陽!宇宙大爆炸90億年后,我們小小的太陽系形成了,同時(shí)形成的還有地球.我們的太陽就是一顆恒星,有46億歲了!太陽系中的八大行星由里向外:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星.
天文學(xué)家告訴我們,大約1.5~2千億顆恒星組成了銀河系.銀河系是一個(gè)帶有四個(gè)旋臂的巨大的漩渦星系,它包含1 000億個(gè)星體或更多,在它之外還有上百億個(gè)類似的星系.我們的太陽系在銀河系的一個(gè)旋臂上.
大量恒星組成星系,星系之間有數(shù)萬億公里,它們相互聯(lián)系組成星系團(tuán),超星系團(tuán)包含著數(shù)萬個(gè)星系.我們的銀河系是本星系群(大約有30個(gè)星系)中的最大的兩個(gè)星系之一(另一個(gè)就是仙女座星系).我們的宇宙就像一個(gè)海綿,每條絲狀物質(zhì)中都包含了數(shù)以百計(jì)的星系團(tuán).科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)宇宙中有一種物質(zhì)叫暗物質(zhì),它在這個(gè)海綿中充當(dāng)著膠水作用,將星系或星系團(tuán)聚集在一起.當(dāng)我們看銀河系時(shí)好像它是靜止的,但是實(shí)際上星系也在不斷變化和運(yùn)動(dòng),星系之間有時(shí)會(huì)不斷碰撞.這種碰撞就是一個(gè)吞噬或被吞噬的過程.我們的銀河系正處在與仙女座星系發(fā)生碰撞的軌道中,而且大約以25萬光年的時(shí)速接近仙女座星系,即大約50或60億年后,銀河系將不可避免地在宇宙碰撞中消亡.
我們知道太陽就是一個(gè)顆恒星(恒星指由熾熱氣體組成的且能自己發(fā)光的球狀或類球狀天體).由于恒星離我們太遠(yuǎn),不借助于特殊工具和方法,很難發(fā)現(xiàn)它們?cè)谔焐系奈恢米兓?,因此古代人把它們認(rèn)為是固定不動(dòng)的、靜止的星體.我們的太陽系中有8大行星和300多顆衛(wèi)星,它們都圍繞太陽有序地運(yùn)轉(zhuǎn).
人們要問月亮繞著地球旋轉(zhuǎn),地球繞著太陽旋轉(zhuǎn),那么太陽繞著誰旋轉(zhuǎn)呢?科學(xué)家也存在同樣的疑問.
歷經(jīng)15年,天文學(xué)家安德里亞蓋茨教授( Andrea Chez)啟動(dòng)夏威夷莫納克亞山的凱克望遠(yuǎn)鏡追蹤到銀河系中心的恒星拍攝了數(shù)千張照片.這些照片揭示了一個(gè)驚人的事實(shí):銀河系中心的恒星以數(shù)百萬公里的時(shí)速高速移動(dòng).看起來就像繞著隱形太陽(一個(gè)神秘的區(qū)域)高速旋轉(zhuǎn)的微小行星,但它們并非行星而是恒星.一定有非同尋常的引力牽引著這些巨星沿著如此靠近中心的軌道高速轉(zhuǎn)動(dòng).宇宙中只有一種物體具有如此巨大的牽引力,那就是超大質(zhì)量的黑洞!——銀河系中心存在一個(gè)質(zhì)量為太陽400萬倍的超大黑洞(它離地球27 000光年)!這是一個(gè)重大發(fā)現(xiàn):銀河系中的萬物包括我們的太陽都在圍繞一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞運(yùn)行!
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